رسول میرعباسی نجف آبادی

در ادبیات مهندسی آب، به پایش کمیت های مورد تقاضا برای کنترل و ارزیابی برنامه ریزی عملیاتی توجه کمتری شده است. از این رو ارائه مدل های ارزیابی و اولویت بندی با روش های جدید، برای فراهم آوردن ابزار پایش برنامه ها، با استفاده از آخرین فناوری های موجود در جهان مورد تأکید بوده و نتایج کاربرد مدل به طور جامع بررسی شده است. در این تحقیق، از نرم افزار تصمیم گیری فازی به همراه روش وزن دهی تجمعی که از شناخته شده ترین روش های تصمیم گیری چندمعیاره محسوب می شود، استفاده شده است. برای این منظور، با استفاده از روش دلفی و از طریق طراحی پرسش نامه و دریافت نظر صاحب نظران، معیارهای مناسب برای اولویت بندی شاخص های سیاست های کلان بخش آب مشخص و وزن معیارها تعیین گردید و با توجه به امکان دستیابی به اطلاعات و داده ها امتیازدهی و با فرایند تحلیل سلسله مراتبی ارزش گذاری شد. براساس اولویت بندی با روش تصمیم گیری چندمعیاره فازی، شاخص های سرانه آب مصرفی، آب با درآمد، پایداری منابع آبی و درصد کاهش ضایعات محصولات با امتیازهای 100، 31/85، 47/80 و 02/80 به ترتیب رتبه های اول تا چهارم را در بین 20 شاخص اصلی جهت ارزیابی صنعت آب به خود اختصاص داده اند؛ درحالی که در فرایند تحلیل سلسله مراتبی، شاخص های پایداری آب زیرزمینی، مهار آب های خروجی از مرزها، تجهیز اراضی به شبکه های مدرن اصلی و فرعی و سیستم های نوین آبیاری با امتیازهای 100، 20/50، 42 و 89/23 به ترتیب شاخص های برتر بودند.

خشک سالی ها پدیده های حدی هستند که بر اساس خصوصیات تداوم در زمان و با توجه به اثرات مکانی آن ها توصیف می شوند و می توانند در هر وضعیت اقلیمی رخ دهند. شناخت و رفتار خشک سالی ها که ارتباط تنگاتنگ و بی واسطه ای با مدیریت منابع آب دارد، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هدف اصلی این مطالعه، ارزیابی ریسک خشک سالی با استفاده از توابع مفصل، در تحلیل دومتغیره پدیده ی خشک سالی در شرق کشور است. بدین منظور، ابتدا با استفاده از شاخص بارش استانداردشده ی اصلاحی (SPImod) خصوصیات خشک سالی شامل شدت و مدت استخراج گردید. در ادامه جهت ارزیابی ریسک خشک سالی و تحلیل دومتغیره ی آن، عملکرد 9 تابع مفصل کلایتون، علی-میخائیل-حق، فارلی-گامبل-مورگنسترن، فرانک، گامبل، گامبل-هوگارد، پلاکت، فیلیپ-گامبل و جوئی برازش بر داده های شدت و مدت خشک سالی مورد آزمون قرار گرفت. جهت تشخیص تابع مفصل برتر از معیارهای آکائیکه، حداکثر درست نمایی و ضریب نش-ساتکلیف استفاده گردید. نتایج نشان داد که توابع توزیع گاما و نمایی به عنوان توابع توزیع حاشیه ای برتر به ترتیب برای متغیرهای شدت و مدت خشک سالی شناسایی شدند و ضریب نش-ساتکلیف در محدوده ی 76/0 تا 99/0، میانگین مربعات خطا در محدوده ی 007/0 تا 034/0، جهت تعیین تابع مفصل برتر به دست آمد که تابع مفصل جوئی تابع برتر برای ایجاد توزیع دومتغیره در منطقه ی موردمطالعه شناخته شد. همچنین نتایج حاصل از ارزیابی ریسک خشک سالی با استفاده از دوره ی بازگشت توأم نشان داد که بیش ترین خطر ریسک مربوط به ایستگاه های بجنورد، سبزوار، تربت حیدریه و مشهد است؛ به طوری که در ایستگاه سبزوار حدود 53 درصد از کل ماه ها در طی دوره ی آماری خشک بوده است و برای ایستگاه بجنورد حدود 55 درصد است. نتایج حاصل از تحلیل ریسک بر مبنای دوره ی بازگشت و توابع مفصل می تواند اطلاعات مفیدی را در اختیار برنامه ریزان منابع آب، مسائل زیست محیطی، کشاورزان قرار دهد.

شناسایی عوامل مؤثر بر ایجاد فرسایش در خاک و رتبه بندی روش های جلوگیری از آن در اراضی روستایی اطلاعات با ارزشی در اختیار مدیران و برنامه ریزان جهت حفاظت از خاک قرار می دهد. شهرستان درمیان از مراکز مهم کشاورزی استان خراسان جنوبی می باشد و بیشتر مساحت آن در کلاس شدید بیابان زایی قرار گرفته است، لذا در این تحقیق، یک رویکرد ترکیبی مبتنی بر روش های تصمیم گیری چندمعیاره بهترین- بدترین و روش ویکور به منظور تحلیل و رتبه بندی روش های جلوگیری از فرسایش خاک در مناطق روستایی شهرستان درمیان ارائه شده است. ساختار این روش بدین صورت است که در ابتدا به کمک روش بهترین- بدترین، وزن معیارها و زیرمعیارهای شناسایی شده از ادبیات تحقیق به کمک نظر خبرگان و محاسبات موجود در روش مذکور تعیین شده و سپس به منظور رتبه بندی روش های جلوگیری از فرسایش، از روش ویکور استفاده می شود. نتایج نشان داد که معیار فنی با امتیاز 293/0 دارای بالاترین رتبه و معیار شیمیایی با امتیاز 085/0 دارای کمترین امتیاز است. در اولویت بندی نهایی روش های جلوگیری از بروز فرسایش نیز بیوچار و تزریق مواد آلی در رتبه های اول و دوم و باران مصنوعی در پایین ترین رتبه قرار دارد. انتظار می رود که استفاده از نتایج این تحقیق بتواند به عنوان یک ابزار مناسب جهت اتخاذ تصمیمات نهایی برای مدیران به کار رود.

به منظور حفاظت از منابع خاک و آب باید نواحی فرسایش پذیر حوضه های آبخیز شناسایی گردند تا بتوان با برنامه ریزی در قالب طرح های حفاظت خاک یا آبخیزداری، از تخریب بیشتر اراضی جلوگیری و فرسایش را کنترل نمود. بر این اساس، تحقیق حاضر با هدف کلاس بندی و پهنه بندی نواحی حساس به فرسایش آبی در حوضه آبخیز هروی با استفاده از منحنی یول استورم انجام شده است. در این مطالعه ، 10 زیرحوضه بر اساس سطوح تغذیه آبراهه ها جدا شد. تغییرات مکانی مشخصه های خاک زیرحوضه ها شامل بافت و میانگین اندازه قطر ذرات به روش قرائت کامل هیدرومتر اندازه گیری گردید و حداکثر سرعت پتانسیل خروجی زیرحوضه ها نیز بر اساس خصوصیات هر زیرحوضه محاسبه شد. سپس وضعیت فرسایش و رسوب در حوضه ها و زیرحوضه ها با استفاده از منحنی یول استورم (بر اساس میانگین اندازه قطر ذرات رسوب و سرعت پتانسیل خروجی) بررسی و به طور مقایسه ای از لحاظ فرسایش پذیری کلاس بندی شد. نهایتاً نقشه پهنه بندی نواحی حساس به فرسایش آبی منطقه مورد مطالعه به دست آمد. نتایج به دست آمده نشان داد که قسمت های بالادست و کناری حوضه، شامل زیرحوضه شماره 4 (94/8 درصد از اراضی)، فرسایش پذیری خیلی زیاد و زیرحوضه های شماره 1 و 9 (94/36 درصد از اراضی) فرسایش پذیری زیاد دارند. این نواحی اغلب دارای شیب زیاد و فاقد پوشش گیاهی یا دارای پوشش گیاهی ضعیف (مانند مراتع ضعیف و زراعت دیم) هستند؛ لذا ارائه راهکارهای مناسب جهت جلوگیری از فرسایش بیشتر در آن ها الزامی است.

خشک سالی پدیده ای اقلیمی است که به کندی شروع شده و دارای طبیعت پنهانی است. مدت زمان وقوع آن طولانی و خسارت های ناشی از آن در بخش های مختلف به صورت تدریجی ظاهر می شود؛ بنابراین، ارزیابی و بررسی خشک سالی در برنامه ریزی و اجرای طرح های مقابله با آن از اهمیت زیادی برخوردار است. در سال های اخیر، استفاده از شاخص های خشک سالی ترکیبی متفاوتی موردتوجه محققین قرار گرفته است. در این مطالعه، خشک سالی های دشت شهرکرد واقع در استان چهارمحال و بختیاری در یک دوره ی آماری 31 ساله (1394-1364) با استفاده از یک شاخص خشک سالی ترکیبی (CDI) جدید که حاصل ترکیب سه مؤلفه ی شاخص خشک سالی منبع آب زیرزمینی (GRI)، شاخص بارش استانداردشده ی اصلاحی (SPImod) و تبخیر-تعرق پتانسیل (ETP) است، موردبررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از شاخص GRI نشان می دهند که در ابتدای دوره ی آماری (1364) تا اواسط 1378، بلندترین دوره ی ترسالی به وقوع پیوسته و تا سال 1378 وضعیت آبخوان شهرکرد مناسب بوده است، ولی از آذرماه 1387 طولانی ترین دوره ی خشک سالی شروع و تا انتهای دوره ی آماری (1394) ادامه یافته است. نتایج حاصل از بررسی خشک سالی آب زیرزمینی با شاخص GRI نشان دهنده ی افزایش خشک سالی آب های زیرزمینی در سال های اخیر است که دلیل اصلی آن، افزایش میزان برداشت از سفره به دلیل توسعه ی کشاورزی می باشد. نتایج حاصل از شاخص CDI نشان می دهد به طورکلی دشت شهرکرد در فاصله زمانی سال های 1364 تا 1378 با ترسالی هایی مواجه بوده، ولی از سال 1387 تا انتهای دوره ی آماری موردمطالعه (1394) دچار خشک سالی های پی در پی و شدیدی شده است. ازآنجایی که شاخص مزبور خشک سالی های هواشناختی و آب زیرزمینی را به طور هم زمان در محدوده ی موردمطالعه موردبررسی قرار می دهد، می تواند اطلاعات مفیدی در اختیار مدیران و برنامه ریزان منابع آب این دشت قرار دهد. 

مطالعه ی حاضر، به بررسی اثرات تغییر اقلیم بر رواناب در حوضه ی رود زرد واقع در استان خوزستان پرداخته است. در این مطالعه، از ترکیب 14 مدل گردش عمومی تحت دو سناریوی انتشار A2 و B1 برای شبیه سازی متغیرهای اقلیمی در دوره ی آتی (2054-2025) نسبت به دوره ی پایه (2000-1971) استفاده شده است. از یک رویکرد وزنی میانگین دما و بارش مشاهده ای برای ترکیب مدل های GCM استفاده گردید، هم چنین روش ترکیبی، عامل تغییر (CF) و مدل LARS_WG برای ریزمقیاس نمایی داده ها و مدل هیدرولوژیکی- توزیعی WetSpa برای شبیه سازی فرآیند بارش- رواناب در شرایط پایه (1997-1991) و آتی (2054-2025) به کار گرفته شده است. نتایج، نشان دهنده ی عملکرد قابل قبول مدل WetSpa در شبیه سازی فرایند بارش- رواناب است. هم چنین نتایج حاصل از ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر دما و بارندگی سالانه در دوره ی آتی حاکی از انتظار افزایش دما و کاهش بارندگی به میزان 51/1 (3/1) درجه ی سانتی گراد و 17/7 (62/4) درصد به ترتیب تحت حالت متوسط سناریوی انتشار A2 (B1) است؛ علاوه بر این، نتایج حاصل از بررسی اثرات تغییر اقلیم بر رواناب، حاکی از کاهش رواناب سالانه به میزان 53/14 (36/12) درصد تحت حالت متوسط سناریوی انتشار A2 (B1) است. این نتایج با تغییرات افزایشی دما و کاهشی بارش تطابق دارد. نتایج این مطالعه می تواند در مدیریت منابع آب حوضه ی رود زرد و تخصیص بهینه از سد جره که در خروجی حوضه قرار دارد، مورد استفاده قرار گیرد.

در کشورهای خشک و نیمه خشکی مانند ایران، پیش بینی دقیق خشکسالی ها، نقش بسیار مهمی در مقابله با بحران ناشی از خشکسالی و مدیریت سیستم های منابع آب ایفا می کند. با توجه به اینکه شاخص بارندگی استاندارد شده (SPI) به عنوان یکی از مناسب ترین شاخص برای تحلیل خشکسالی شناخته شده است، در این تحقیق، جهت پیش بینی SPI از مدل درختی M5 استفاده گردید. بدین منظور از داده های بارش ماهانه ایستگاه همدیدی مراغه در یک دوره ی 25 ساله (89-1365) استفاده و شاخص SPI در مقیاس 6 ماهه استخراج گردید. ن تایج نشان داد که شهرس تان مراغه در دو ده ه ی اخیر با خشکسالی های پی در پی و شدیدی مواجه بوده است. سپس با استفاده از مدل درختی M5 اقدام به پیش بینی مقادیر شاخص SPI در مقیاس زمانی 6 ماهه برای 1 تا 12 ماه آینده گردید. نتایج به دست آمده نشان داد که میزان شاخص SPI در مقیاس های زمانی گذشته بیشترین تأثیر را نسبت به پارامترهای دیگر در پیش بینی شاخص بارش استاندارد شده دارد و با افزایش طول دوره ی پیش بینی از دقت مدت کاسته می شود. به طوری که در محاسبه SPI6 برای یک ماه آینده مقدار ضریب همبستگی حدود 94/0 به دست آمد که این مقدار برای 12 ماه آینده به حدود 40/0 کاهش پیدا کرد. با این وجود نتایج نشان داد که مدل درختی M5 با ارایه ی روابط خطی کاربردی و قابل فهم از دقت و توانایی نسبتاً بالایی در پیش بینی خشکسالی برخوردار است.

هدف این مطالعه بررسی روند تغییرات سرعت باد سطحی در ایران در دو مقیاس ماهانه و سالانه با روش ناپارامتری من کندال با چهار ویرایش متفاوت شامل الف) روش من کندال مرسوم (MK1)، ب) من کندال پس از حذف اثر ضریب خودهمبستگی مرتبه اول معنی دار (MK2)، ج) من کندال پس از حذف اثر کامل ضرایب خودهمبستگی معنی دار (MK3) و د) من کندال با لحاظ کردن ضریب هارست (MK4) می باشد. داده های مورد استفاده در این مطالعه شامل میانگین سرعت باد در دو مقیاس ماهانه و سالانه در دوره آماری 2005-1966 می باشد. بدین منظور از اطلاعات 22 ایستگاه در سطح کشور ایران استفاده شد. برای تخمین شیب خط روند تغییرات سرعت باد، از روش ناپارامتری تخمین گر سن استفاده شد. نتایج نشان داد که گر چه ترکیبی از روندهای مثبت و منفی در ایستگاه های کشور برای میانگین سرعت باد در هر دو مقیاس سالانه و ماهانه تجربه شده است، ولی تعداد ایستگاه های با روند منفی در مقایسه با تعداد ایستگاه های با روند مثبت بیش تر است. در مقیاس سالانه شدیدترین شیب خط روند منفی متعلق به ایستگاه فسا معادل 074/0- متر بر ثانیه در سال و شدیدترین شیب خط روند مثبت متعلق به ایستگاه زابل معادل 141/0 متر بر ثانیه در سال بود. در مقیاس ماهانه شدیدترین شیب خط روند منفی متعلق به ایستگاه فسا معادل 1/0- متر بر ثانیه در سال و شدیدترین شیب خط روند صعودی معادل 18/0 متر بر ثانیه در سال برای ایستگاه زابل مشاهده شده است. نتایج نشان داد که میانه شیب های خط روند اکثر ایستگاه های ایران در تمام ماه های سال (بجز فوریه و نوامبر) منفی است. بنابراین، در حالت کلی می توان نتیجه گرفت که در اکثر ایستگاه های ایران روند سرعت باد در تمام ماه های سال (بجز ماه های فوریه و نوامبر) نزولی است.

امروزه با توجه به اهمیت موضوع تغییر اقلیم، بررسی روند پارامترهای اقلیمی و هیدرولوژیکی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. لذا با توجه به اهمیت موضوع در این پژوهش، روند پارامترهای دمای حداکثر، حداقل و متوسط، تبخیر، بارش، رطوبت نسبی و میزان جریان ورودی در مقیاس زمانی ماهانه، فصلی و سالانه در چهار سد شهید عباسپور، دز، کرخه و مارون در جنوب غربی ایران مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، علاوه بر استفاده از آزمون من-کندال عادی (MK) از آزمون من-کندال با حذف کامل اثر خودهمبستگی (MMK) برای تحلیل روند استفاده شد. همچنین شیب خط روند با روش ناپارامتری تخمین گر شیب سن محاسبه گردید. از جمله نتایج این پژوهش می توان به وجود روند افزایشی در دمای متوسط و تبخیر و روندی کاهشی در میزان بارندگی اشاره کرد. همچنین نتایج نشان داد که در همه ی سدهای مورد مطالعه روندی کاهشی در مقدار جریان ورودی به مخزن سدها وجود دارد که این کاهش در مقیاس سالانه به ترتیب در سدهای دز و کرخه بیشترین و در سدهای مارون و شهید عباسپور کمترین مقدار را دارد. همچنین استفاده از آزمون اصلاح شده من-کندال باعث کاهش آماره Z من-کندال شده است. از نتایج این پژوهش می توان در برنامه ریزی و مدیریت منابع آب استفاده کرد.